Переработка свинцовых аккумуляторов
Реферат
Переработка свинцовых аккумуляторов
Введение
Свинец относится к числу металлов, которые многократно включаются в сферу материального производства, так как относительно мало теряются в процессе промышленного использования. Большая часть потребности в свинце в индустриально развитых странах и, в первую очередь, в тех из них, где его природные источники ограничены, удовлетворяется за счёт переработки лома автомобильных аккумуляторных батарей, на изготовление которых расходуется от 30 до 87% потребляемого в этих странах металлического свинца.
Соединения свинца в основном попадают в атмосферу через выхлопы автомобилей, в этом вопросе радует то, что на дорогах все больше свежих иномарок у которых ставятся катализаторы для уменьшения выбросов вредных веществ в атмосферу.
Но с появлением большего числа автомобилей возникает другая проблемы, на каждой машине стоит аккумулятор и примерно через 2 - 3 года его приходиться менять, куда утилизировать такое количество ненужных и вредных аккумуляторов мало понятно.
Цель реферата: рассмотреть способы переработки свинцовых аккумуляторов.
1. Описание проблемы
Аккумуляторы в основном состоят из свинца, где его процент в общем весе составляет пятьдесят - шестьдесят, также присутствует сурьма около двух процентов, различных пластмасс примерно двенадцать - восемнадцать процентов и конечно раствор серной кислоты составляющий от общего веса автомобильного аккумулятора приблизительно десять - пятнадцать процентов.
Свинец, а особенно его соединения по вредности для природы и всего живого относятся к веществам 1 класса опасности, и, по сути, является ядом, электролит или разбавленная серная кислота относиться ко второму классу.
По разным статистическим данным в России за год производиться не менее пяти миллионов аккумуляторных батарей, большое количество аккумуляторов завозится к нам из-за границы, добавьте к этому количество импортных машин ввезенных к нам из Европы и Америки, количество вредных для экологии аккумуляторов оказывается огромным. На данный момент по подсчетам специалистов различные заводы и организации занимающиеся вопросами утилизации аккумуляторов, способны охватить где то процентов сорок от всех аккумуляторов нуждающихся в переработке, для сравнения в Европе этот процент достигает девяносто. Переработка аккумуляторов включает в себя три основных элемента, первый - это переработка свинца, второе - это переработка пластика и третье - это переработка электролита.
Свинец является одним из наиболее токсичных металлов и включен в списки приоритетных загрязнителей рядом международных организаций.
В основном свинец попадает в организм из воздуха. После чего свинец оседает в лёгких. Свинец вызывает гибель клеток крови, что приводит к тяжелым анемиям, вмешивается в физико-химические механизмы работы сердца, поражает почки и печень, но наиболее характерны изменения со стороны нервной системы. Свинец влияет на синтез белка. Препятствует окислению жирных кислот, нарушает белковый, углеводный и липидный обмены.
Головная боль и головокружения, вялость, апатия, повышенная физическая и психическая утомляемость, нарушения сна, ухудшение памяти, проблемы со слухом и зрением, изменения двигательной активности, скачки артериального давления, схваткообразные боли в животе, рвота и тошнота, параличи конечностей. Воздействие свинца вызывает определенные изменения в сердечнососудистой системе.
Свинцовое отравление проявляется сначала болями в животе и раздражительностью, затем появляется сонливость, снижение аппетита, нарушения координации движений и речи, итог может быть печален: отек головного мозга, почечная недостаточность, и вследствие этого кома и смерть. Кроме того, свинец способен накапливаться в органах и тканях, в большей степени в костной ткани. Именно в костях, этот яд может сохраняться годами, вызывая отравление только в определенных обстоятельствах, например, при беременности, грудном вскармливании, в старческом возрасте, при заболеваниях щитовидной железы.
Оценка риска отравления свинцом, как правило, проводится на основании определения концентрации свинца в крови. Концентрация свинца в крови ниже 10 мкг/дл в России и в мире считается безопасной для здоровья ребенка, хотя даже поступление в организм небольших доз свинца в зависимости от продолжительности и интенсивности может сказаться на здоровье. Уровень выше 10 мкг/дл, но ниже 20 мкг/дл расценивается как повышенный и свидетельствующий об отравлении свинцом. Концентрация выше 20 мкг/дл в России и в мире считается высокой, поскольку здоровью ребенка может быть нанесен значительный вред. Концентрация свинца в крови выше 45 мкг/дл может привести к перманентному повреждению головного мозга и даже летальному исходу, поэтому необходимо немедленное и интенсивное лечение. Поскольку индивидуальная восприимчивость к отравлению свинцом варьирует в широких пределах, то можно ожидать, что у некоторых детей могут наблюдаться худшие последствия при меньших дозах. Также необходимо периодически проводить мониторинг воздуха на наличие паров свинца и других токсичных веществ.
свинец лом промышленный металл
2. Общие положения по переработке ломов
Заготовка лома цветных металлов
Переработка лома цветных металлов - процесс более сложный, технологически насыщенный, нежели работа с ломом черных металлов. Объясняется это тем, что изделия, подлежащие утилизации, по категориям цветного металлолома, имеют в своем составе не один вид как цветного, так и черного металла, а так же различные органические материалы (пластики, каучук, масла и т.п.). Для разделения лома цветных металлов, выделения требуемой составляющей, минимизации потерь и соответственно повышения выхода годного необходимо специализированное оборудование и отработанная технология переработки.
Аккумуляторный лом
Необходимым в промышленности металлом является свинец и его соединения. Для получении 1 тонны свинца из природного сырья требуется примерно 1000 тонн породы, топлива, воды, воздуха и других компонентов! Свинец является одним из постоянно образующихся от деятельности человека отходов. По Классу АЛ. Группа I-II ГОСТ 1639-93 «Лом и отходы цветных металлов и сплавов. Общие технические условия» данный отход классифицируется как свинец аккумуляторный. При достаточном уровне образования этого вида лома и потребности промышленности в подготовленном вторичном сырье - утилизация аккумуляторов является процессом весьма непростым, хотя и более выгодным, нежели первичное получение материала. Сложность переработки лома свинца объясняется его химическим и структурным составом. В таблице 1 представлен химический состав вторичного свинцового сырья.
Таблица 1 - Химический состав вторичного свинцового сырья, %:
Компо- нентыАккумуляторный лом (* - неразделанный)ИзгарьШламыПастыШлаки, штейныТировые землиPb5664-7565-9250-6030-7513-351,0-10Sb3,03,0-5,50,5-100,5-1,20,1-0,50,5-2,50,1-0,5Sn-0,10,1-1,00,5-2,50,1-0,80,2-0,6-FeO0,80,8-1,02,0-4,02,0-4,03,0-4,04,0-1213-18CaO0,30,5-1,52,0-101,0-2,04,0-6,03,0-6,01,0-3,0
В таблице 2 рассмотрен структурный состав аккумуляторного лома и содержание свинцовых соединений.
Таблица 2 - Структурный состав аккумуляторного лома и содержание свинцовых соединений:
Пластины, контакты, перемычки (сурьмянистый свинец)50%Масса положительных пластинPbO 2 - 90%, PbO - 7%, PbSO 4 - 3%Масса отрицательных пластинPb - 95%, PbO - 3%, PbSO 4 - 4%ШламыPb - 70%Эбонит, полипропилен, полиэтилен, поливинилхлорид, пек, ткани (блоки, крышки, пробки, уплотнители и т.п.)20-25%Засоренность батарей: - с электролитом;50%-без электролита в эбонитовых моноблоках;45%- без электролита в пластиковых термоблоках40%
Так как температура плавления свинца 327°С, а при его рафинирования температура расплава не должна превышать 600°С, свинцовые расплавы не поглощают газов и химически не активны, то для термической переработки свинцового лома подходят все типы печных агрегатов.
Выбор того или иного оборудования основывается на следующем:
объемы переработки;
наличие, мощности и экономичность определенных энергоносителей;
эксплуатационные затраты;
затраты на охрану окружающей среды;
уровень качества выходного продукта (насыщенность технологического процесса).
Для переработки аккумуляторного лома с достаточной эффективностью можно применять отражательные печи (рисунок 3-б, рисунок 4-б), технологический процесс в которых сводится к простому расплавлению свинцового металлолома и получению на выходе, так называемого, чернового свинца, загрязненного примесями сурьмы, олова, меди, серы, алюминия, железа, цинка и т.д. Удаление этих примесей, сведение содержания соединений к определенным нормам (рафинирование) позволяет повышать марку свинца (ГОСТ 3778-93). При использовании тигельных печей сопротивления или топливных (рисунок 3-а, рисунок 4-а), плавка ведется в чугунных либо стальных тиглях. Преимуществом тигельных печей перед отражательными является отсутствие прямого контакта нагревательного элемента и расплава, что снижает процент потерь металла, ограничивает окисляемость металла. Свинец быстро остывает, что зачатую создает проблему с его разливкой. Тигель для разливки может доставаться из печи, либо тигельная печь может быть наклоняемой, так же может использоваться специальный насос для перекачки свинца. Так же в тигельной печи проще вести процессы рафинирования. Однако отражательная печь позволяет перерабатывать большие объемы металлолома (стандартные тигли имеют объем до 0,5 т), использовать более «грязные» лома. В отражательных печах отсутствует необходимость замены прогоревшего (разрушившегося) тигля. Печи шахтно-ванной конструкции плавильного агрегата (рисунок 3-в) позволяют производить термическую переработку неразделанного аккумуляторного лома, включающего и баки.
Шихта шахтной плавки имеет примерно следующий состав: 60% - аккумуляторный лом в сборе, 25% - мелкое свинцовое сырье (изгарь, шлам, шлак, дроссы, пластины аккумуляторов и т.п.), 15% - флюсы и кокс. Шихта загружается слоями: мелкое сырье - нижний слой, кокс - средний слой, аккумуляторы - верхний слой. Горячее дутье подается в печи со стороны ванны на шахту. Это позволяет осуществлять просушку сырья и материалов и постепенную стабильную плавку свинца. Так же это способствует снижению содержания свинца в шлаках. Органические вещества (емкости и баки) так же сжигаются, при этом процесс горения становится автогенным, органика горит с выделением дополнительного тепла, что в свою очередь позволяет использовать меньшее количество топлива на форсунки и кокса в шихте. Расплавленный свинец из шахты переходит в ванну, где подвергается экспресс-анализу и рафинированию. Потери свинца при шахтной плавке не превышают 2%. [2]
Заключение
Мною рассмотрен процесс переработки свинцовых аккумуляторов. Исходя из выше изложенного можно сделать выводы:
·Свинец легче переработать из вторсырья, чем добывать как полезное ископаемое.
·Свинец представляет серьезную проблему для человечества, но бороться с этими проблемами возможно.
.Вторичные материальные ресурсы цветной металлургии: Лом и отходы (образование и использование). Справочник. - М.: Экономика, 1984. - 152 с.
2.Металлургия тяжелых цветных металлов [Электронный ресурс]: - Режим доступа: #"justify"> 25.11.2013 г.